CN114204817A - 不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法 - Google Patents

不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法，该反激变换器包括：变压器；第一开关管和第二开关管；第一电感和第一电容，与原边绕组和所述第二开关管连接成谐振回路；采样单元，与第一电容连接以获得谐振回路的谐振电流的采样信号；以及控制电路，用于控制第一开关管和第二开关管的导通状态，其中，控制电路与采样单元相连接以获取采样信号，在谐振电流超过预定值时关断第二开关管。本发明能够有效的检测出不对称半桥反激变换器的第二开关管导通期间电路出现大电流的时刻，进而提前关断第二开关管，有效的抑制了因输出负载突变而导致的大的电流尖峰，提高了系统的可靠性。

Description

不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，具体涉及一种不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法。
背景技术
随着电力电子技术应用的快速发展，人们对开关变换器的小体积、高效率和高可靠性要求越来越高。反激变换器由于其拓扑简单、元器件少、成本低廉等特点，在小功率开关电源中被广泛运用。但由于普通反激变换器原边开关管的硬开关，以及漏感能量的消耗无法回收，导致损耗较大，因此限制了中小功率变换器的效率和体积。
与常规的PWM或准谐振反激变换器相比，不对称半桥反激变换器(Asymmetrichalf bridge Converter，简称AHB)既具有较低的电压应力，同时又能够利用漏感的能量来实现开关管的零电压开启，实现了漏感能量的回收和高效率，并且容易实现自驱动同步整流，在有效提升效率的同时减小变压器体积，成为一个比较好的应用方案。
目前常规的不对称半桥反激变换器的电路结构如图1a和1b所示。在稳态下，不对称半桥反激变换器中第一电容Cr的平均电压(记为Vc1)存在如下关系式：
Vc1＝N*Vo...................(1)，
其中，N为不对称半桥反激变换器中变压器TR原副边绕组的匝数比，Vo为不对称半桥反激变换器的输出电压。
但是在瞬态下，例如输出短路、或者快充应用中进行输出调压的状态下，第一电容Cr的电压Vc1会和其在稳态下的正常值N*Vo之间存在很大差异，进而在第一开关管开通时刻，会在变压器TR的原边绕组Np和副边绕组Ns上产生很大的电流尖峰，容易给不对称半桥反激变换器中的功率器件和系统可靠性带来很大的风险。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种不对称半桥反激变换器及其尖峰电流抑制方法，能够有效的检测出不对称半桥反激变换器的第二开关管导通期间电路出现大电流的时刻，进而通过控制第二开关管提前关断，有效的抑制了因输出负载突变而导致的大的电流尖峰，提高了系统的可靠性。
根据本公开第一方面，提供了一种不对称半桥反激变换器，包括：变压器，具有原边绕组和副边绕组；
第一开关管和第二开关管，串联连接在输入端与参考地之间；
第一电感和第一电容，与所述原边绕组和所述第二开关管连接成谐振回路；
采样单元，与所述谐振回路连接以获得表征所述谐振回路的谐振电流的采样信号；以及
控制电路，与所述第一开关管和所述第二开关管的控制端连接，用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通状态，
其中，所述控制电路与所述采样单元相连接以获取所述采样信号，在所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。
可选地，所述第一电感、所述原边绕组和所述第一电容串联于所述第二开关管的漏极与所述第二开关管的源极之间；以及
所述第一开关管的漏极与输入端连接，所述第一开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接，所述第二开关管的源极与参考地连接。
可选地，所述第一电感、所述原边绕组和所述第一电容串联于所述第二开关管的漏极与所述第二开关管的源极之间；以及
所述第二开关管的漏极与输入端连接，所述第二开关管的源极与所述第一开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极与参考地连接。
可选地，所述采样单元对所述第一电容的电流信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号小于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。
可选地，所述采样单元对流过所述第一电容的电流量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
连接于所述第一电容和参考地之间的采样电阻，所述采样单元从所述第一电容和所述采样电阻的公共连接点处获得所述采样信号，其中，当所述采样信号小于第一预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，所述采样单元对流过所述第一电容的电流量的分流量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
依次连接于所述原边绕组和所述第一电容的公共连接点与参考地之间的第二电容和采样电阻，所述采样单元从所述第二电容和所述采样电阻的公共连接点处获得所述采样信号，其中，当所述采样信号小于第二预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，所述采样单元对所述第一电容的电压信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号大于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。
可选地，所述采样单元对所述第一电容的电压变化量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
依次连接于所述原边绕组和所述第一电容的公共连接点与参考地之间的第一电阻和第三电容，所述采样单元基于所述第一电阻两端的电压差获得所述采样信号，其中，当所述采样信号大于第三预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，所述采样单元对所述第一电容的电压变化率采样获得所述采样信号，其中，当所述采样信号大于第四预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，所述采样单元对流过所述第一电感的电流量采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号小于第五预设阈值时关断所述第二开关管。
可选地，所述采样单元对所述第一电感两端的电压变化率采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号大于第六预设阈值时关断所述第二开关管。
可选地，当所述第一开关管的源极与参考地连接时，所述采样单元与所述第一开关管的源极共地连接；
当所述第二开关管的源极与参考地连接时，所述采样单元与所述第二开关管的源极共地连接。
根据本公开第二方面，提供了一种不对称半桥反激变换器的尖峰电流抑制方法，所述不对称半桥反激变换器包括构成半桥的第一开关管和第二开关管，与所述第二开关管构成谐振回路的第一电感、第一电容和变压器中的原边绕组，采样单元和控制电路，其中，在每个开关周期内，所述尖峰电流抑制方法包括：
采样所述谐振回路的电信号以获得表征谐振回路的谐振电流的采样信号；
基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值，在判定所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。
可选地，在所述第一开关管导通期间，基于所述采样信号获得所述第一开关管的关断时刻；在所述第二开关管导通期间，基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值。
可选地，采样所述第一电容的电流信号，以获得所述采样信号，
当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，采样所述第一电容的电压信号，以获得所述采样信号，
当所述采样信号大于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，采样所述流过所述第一电感的电流量，以获得所述采样信号，
当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
可选地，采样所述第一电感两端的电压变化率，以获得所述采样信号，
当所述采样信号大于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
本发明的有益效果是：本发明在不对称半桥反激变换器的每个开关周期内均对第一电容或第一电感的电流信号或电压信号进行采样，并通过与相应的预设阈值的比较，能够有效的检测出在不对称半桥反激变换器中第二开关管导通期间电路出现一定大电流的时刻，从而采取提前关断第二开关管的措施，有效的抑制了因负载突变而导致的大的电流尖峰，提高了系统的可靠性。
应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1a示出现有的一种不对称半桥反激变换器的电路结构示意图；
图1b示出现有的另一种不对称半桥反激变换器的电路结构示意图；
图2示出根据本公开实施例提供的不对称半桥反激变换器的电路结构示意图；
图3示出根据本公开第一实施例提供的不对称半桥反激变换器中采样单元的电路结构示意图；
图4示出根据本公开第二实施例提供的不对称半桥反激变换器中采样单元的电路结构示意图；
图5示出根据本公开第三实施例提供的不对称半桥反激变换器中采样单元的电路结构示意图；
图6示出根据本公开实施例提供的不对称半桥反激变换器的尖峰电流抑制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
图1a和图1b分别示出现有的两种不对称半桥反激变换器的电路结构，如图1a和1b所示，其中图1a中上开关管Q2为第二开关管，下开关管Q1为第一开关管；图1b中上开关管Q1为第一开关管，下开关管Q2为第二开关管。图1a和图1b中两种电路的工作原理基本相同，只是变压器TR与开关管的连接方式不同。例如，在图1a中，原边绕组Np的同名端经由第一电感Lm与上开关管Q2的漏极连接，原边绕组Np的异名端经由第一电容Cr与上开关管Q2的源极连接；而在图1b中，原边绕组Np的同名端经由第一电感Lm与下开关管Q2的漏极连接，原边绕组Np的异名端经由第一电容Cr与下开关管Q2的源极连接。
如图2所示，本公开实施例中，不对称半桥反激变换器包括：包含有原边绕组Np和副边绕组Ns的变压器TR、构成半桥的第一开关管Q1和第二开关管Q2、第一电感Lm、第一电容Cr、控制电路10和采样单元20。
其中，第一开关管Q1的漏极与输入电压Vin的输入端连接，第一开关管Q1的栅极与控制电路10连接；第二开关管Q2的漏极与第一开关管Q1的源极连接，第二开关管Q2的源极与参考地连接，第二开关管Q2的栅极与控制电路10连接，以及电容C1和电容C2分别为第一开关管Q1和第二开关管Q2的结电容。在同一开关周期内，第一开关管Q1和第二开关管Q2分时的导通以将输入电压Vin自变压器TR的原边部分传递至副边部分。在一个可能的实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均为NMOS场效应晶体管。
第一电感Lm、第一电容Cr、原边绕组Np和第二开关管Q2连接成谐振回路。其中，第一电感Lm的一端与第二开关管Q2的漏极连接，第一电感Lm的另一端与原边绕组Np的同名端连接；第一电容Cr的一端与原边绕组Np的异名端连接，第一电容Cr的另一端与第二开关管Q2的源极连接。在一个可能的实施例中，第一电感Lm为励磁电感，第一电容Cr为谐振电容。
不对称半桥反激变换器的副边部分包括：整流二极管D1和输出电容Co。整流二极管D1的阳极与副边绕组Ns的异名端连接，整流二极管D1的阴极与不对称半桥反激变换器的输出端连接；输出电容Co的正极与不对称半桥反激变换器的输出端连接，输出电容Co的负极与参考地连接，同时，副边绕组Ns的同名端也与参考地连接。进一步的，不对称半桥反激变换器的输出端与负载连接，负载接收不对称半桥反激变换器转换的电能(例如电压和电流)。在一些实例中，不对称半桥反激变换器转换的电能在到达负载之前还经过有滤波器。在一些实例中，滤波器是不对称半桥反激变换器的子部件、不对称半桥反激变换器的外部部件、和/或负载的子部件。在任何情况下，负载可以使用来自不对称半桥反激变换器的已滤波或未滤波的电能来执行功能。可选的，负载可以包括但不限于，计算设备和相关部件，例如微处理器、电气部件、电路、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、移动电话、电池、扬声器、照明单元、汽车/船舶/航空/火车的相关部件、马达、变压器、或从反激变换器接收电压或电流的任何其它类型的电气设备和/或电路。
采样单元20与谐振回路连接，用于对谐振回路中的电信号进行采样，以获得表征谐振回路的谐振电流的采样信号Vsense。
控制电路10用于向第一开关管Q1提供第一控制信号Vgs_Q1，以及向第二开关管Q2提供第二控制信号Vgs_Q2，以控制第一开关管Q1和第二开关管Q2分时的导通。控制电路10还与采样单元20连接，获取采样单元20输出的采样信号Vsense，用以基于采样信号Vsense判断谐振电流是否超过预定值，并在判定谐振电流超过预定值时关断第二开关管Q2。
本发明设置采样单元20对第一电容Cr或第一电感Lm的电信号进行采样检测，通过控制电路10对采样单元20的采样结果的判断，进而能够判断出谐振回路中的谐振电流是否过高。当判断出谐振回路中的谐振电流超过预定值之后，通过在当前的开关周期内提前关闭第二开关管Q2，从而降低了第一电感两端的电信号的变化，降低了第一电感的电流或电压的变化率，减小了尖峰电流。
具体的，在本公开的第一实施例中，采样单元20为对第一电容Cr的电流信号采样而获得采样信号Vsense。更进一步的，为对流过第一电容Cr的电流量采样获得采样信号Vsense。此时，如图4所示，采样单元20连接于第一电容Cr和参考地之间，采样单元20具体包括：连接于第一电容Cr和参考地之间的采样电阻Rsense。该实施例中，采样单元20从第一电容Cr和采样电阻Rsense的公共连接点处生成采样信号Vsense。本实施例中，第一电容Cr和采样电阻Rsense为串联关系，流过第一电容Cr的电流(记为Ic1)会在采样电阻Rsense两端产生电压值为Ic1*Rsense的电压差，也即Vsense＝Ic1*Rsense，由于采样电阻Rsense的电阻值为已知量，进而采样单元20通过对采样电阻Rsense两端的电压Vsense进行采样，即可等效获得流过第一电容Cr的电流量，进而可等效获得谐振回路的谐振电流。该实施例中，构成采样单元20的元器件数量少，电路结构简单。
进一步的，该实施例中，在第一开关管Q1导通期间，采样单元20生成的采样信号Vsense可以作为常规的峰值电流控制所需要的电流采样，即控制电路10可以在第一开关管Q1导通期间根据采样单元20生成的采样信号Vsense获得第一开关管Q1的关断时刻。而在第二开关管Q2导通期间，采样单元20生成的采样信号Vsense将被作为第二开关管Q2提前关断的控制信号。具体的，在第二开关管Q2导通期间，控制电路10在采样信号Vsense小于第一预设阈值(该预设阈值为负值)时可判定此时的谐振电流超过预设值，进而控制第二开关管Q2提前关断。
本发明中，定义从原边绕组Np到第一电容Cr的电流方向为电流Ic1的正方向。
在本公开的第二实施例中，采样单元20为对第一电容Cr的电流信号采样而获得采样信号Vsense。更进一步的，为对流过第一电容Cr的电流量的分流量采样获得采样信号Vsense。此时，如图3所示，采样单元20与第一电容Cr和原边绕组Np的公共连接点连接，采样单元20具体包括：依次连接于原边绕组Np和第一电容Cr的公共连接点与参考地之间的第二电容Csense和采样电阻Rsense，采样单元20从第二电容Csense和采样电阻Rsense的公共连接点处生成采样信号Vsense。本实施例中，第二电容Csense为分流电容，且第二电容Csense和采样电阻Rsense串联后所构成的采样支路与第一电容Cr并联，故二者根据阻抗进行电流分配，流过第二电容Csense和采样电阻Rsense的电流(记为Ic2)实际为流过第一电容Cr的电流Ic1的分流量。同时该流过第二电容Csense和采样电阻Rsense的电流Ic2会在采样电阻Rsense两端产生电压值为Ic2*Rsense的电压差，也即Vsense＝Ic2*Rsense＝Ic1*(Csense/(Cr+Csense))*Rsense。由于第一电容Cr的电容值、第二电容Csense的电容值和采样电阻Rsense的电阻值均为已知量，进而采样单元20通过对采样电阻Rsense两端的电压Vsense进行采样，即可等效获得流过第一电容Cr的电流量，进而可间接获得谐振回路的谐振电流。该实施例中，流过采样电阻Rsense上的电流Ic2小于流过第一电容Cr的电流Ic1，进而可以低功耗地实现对流过第一电容Cr的电流量的采样。
进一步的，该实施例中，在第一开关管Q1导通期间，采样单元20生成的采样信号Vsense可以作为常规的峰值电流控制所需要的电流采样，即控制电路10可以在第一开关管Q1导通期间根据采样单元20生成的采样信号Vsense获得第一开关管Q1的关断时刻。而在第二开关管Q2导通期间，采样单元20生成的采样信号Vsense将被作为第二开关管Q2提前关断的控制信号。具体的，在第二开关管Q2导通期间，控制电路10在采样信号Vsense小于第二预设阈值(该预设阈值为负值)时可判定此时的谐振电流超过预设值，进而控制第二开关管Q2提前关断。
在本公开的第三实施例中，采样单元20为对第一电容Cr的电压信号采样而获得采样信号Vsense。更进一步的，为对第一电容Cr的电压变化量采样获得采样信号Vsense。此时，如图5所示，采样单元20与第一电容Cr和原边绕组Np的公共连接点连接，采样单元20具体包括：依次连接于原边绕组Np和第一电容Cr的公共连接点与参考地之间的第一电阻Rf和第三电容Cf，采样单元20基于第一电阻Rf两端的电压差生成采样信号Vsense。本实施例中，第一电阻Rf和第三电容Cf构成RC低通滤波器结构，在不对称半桥反激变换器的谐振阶段，第一电容Cr放电，且第一电容Cr放电时其两端的电压V1经由该RC低通滤波器后得到电压V2，通过对电压V1和电压V2分别采样后取二者之差V2-V1作为采样信号Vsense输出，也即Vsense＝V2-V1。该实施例中，采样单元20对电压V1和电压V2差值的采样，相当于是对第一电容Cr的电压变化量的采样，通过将该差值与相应的预设阈值进行比较，可以在第一电容Cr的电压V1和N*Vo的压差比较大时，将此压差通过多个开关周期来实现V1和N*Vo的电压平衡，有效的抑制了电流尖峰的大小。
可选地，本实施例中，采样单元20生成的采样信号Vsense可以通过直接测量第一电阻Rf两端电压的方式获得，也可以先分别采样电压V1和电压V2，再对电压V1和电压V2进行差值运算后获得。
进一步的，该实施例中，通过采样第一电容Cr的电压变化量来等效表征谐振回路的谐振电流的变化情况，进而在采样信号Vsense大于第三预设阈值时，则代表此开关周期下第一电容Cr放电的电压超过了预设阈值，也代表谐振回路的谐振电流超过了预定值，此时，控制电路10在当前开关周期下通过控制第二开关管Q2提前关断，有效的限制了第二开关管Q2和副边整流管D1的电流大小。
可以理解的是，当采样单元20对第一电容Cr的电压信号采样而获得采样信号Vsense时，本发明不限于图5示出的采样第一电容Cr的电压变化量的方法，在本公开的其它实施例中，还可以对例如第一电容Cr的电压变化率dv/dt(示例性的，采样单元20可通过检测第一电容Cr的电压在一定时间长度内的电压变化量，进而通过相应的运算获得第一电容Cr的电压变化率dv/dt)等其它能体现第一电容Cr的电压变化幅度的参数进行采样，之后，参考图5所对应的实施例，通过将表征第一电容Cr的电压变化幅度的参数与第四预设阈值进行比较，判断谐振回路的谐振电流是否超过预定值，并在判定谐振回路的谐振电流超过预定值时于当前开关周期内提前关断第二开关管Q2，也能够有效的抑制电流尖峰的大小。
可以理解的是，上述各实施例中均是对谐振回路中的第一电容Cr上的电信号进行采样来获得的采样信号Vsense，方便实现。但是在本公开的其他实施例中，还可对谐振回路中的其他器件(例如第一电感Lm或原边绕组Np)上的电信号进行采样来获得采样信号Vsense，并在第二开关管Q2导通期间，将所获得的采样信号Vsense相应的预设阈值进行比较来判断谐振电流是否超过预设值，进而实现对第二开关管Q2的通断控制。例如，由采样单元20对流过第一电感Lm的电流量进行采样来获得采样信号Vsense，并在该采样信号Vsense小于第五预设阈值(此预设阈值为负值)的关断第二开关管Q2；或者由采样单元20对第一电感Lm两端的电压变化率进行采样来获得采样信号Vsense，并在该采样信号Vsense大于第六预设阈值的关断第二开关管Q2，等。此时采样单元20的具体结构可参考对第一电容Cr上的相应电信号进行采样时的结构以及电路常识进行设置，由此所得到的常规电路结构也应在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，本公开所示出的不对称半桥反激变换器中，需要与参考地连接的器件均为共地连接，也即，本公开中采用同一参考地电位作为不对称半桥反激变换器的参考地，进而在进行信号采样时可以无需设置额外的电平转换电路，方便对信号的采样，达到优化电路结构，节约设计成本的目的。基于此，图3中第二开关管Q2的源极与采样电阻Rsense远离第二电容Csense的一端实际为同一电路节点；图5中第二开关管Q2的源极与第三电容Cf远离第一电阻Rf的一端实际为同一电路节点。
另外，本公开图2至图5中所示出的不对称半桥反激变换器均是在图1b的基础上额外设置与第一电容Cr连接的采样单元20对第一电容Cr的电信号进行采样，进而通过与相应的预设阈值的比较结果来实现第一电容的大电流抑制的。但可以理解的是，本发明所公开的技术方案对于图1a中的不对称半桥反激变换器同样适用，当在图1a的基础上设置采样单元20时，本领域技术人员仅需根据本公开中的技术方案对采样单元20与图1a中的不对称半桥反激变换器之间的连接关系做适应性调整即可，进而，由此所得到的电路结构也应在本发明的保护范围之内。
进一步地，本发明还公开了一种不对称半桥反激变换器的尖峰电流抑制方法，该尖峰电流抑制方法可应用于如图2至图5中所示出的不对称半桥反激变换器。具体的，参考图6，在不对称半桥反激变换器的每个开关周期内，该尖峰电流抑制方法包括执行步骤S01和步骤S02。
在步骤S01中，采样谐振回路的电信号以获得表征谐振回路的谐振电流的采样信号。
在本发明的第一实施例中，步骤S01进一步包括：采样流过第一电容Cr的电流量，从而获得采样信号。本实施例中，对该第一电容的电信号进行采样时的具体流程可参考前述对图4的描述进行理解，此处不再赘述。
在本发明的第二实施例中，步骤S01进一步包括：采样流过第一电容Cr的电流量的分流量，从而获得采样信号。本实施例中，对该第一电容的电信号进行采样时的具体流程可参考前述对图3的描述进行理解，此处不再赘述。
在本发明的第三实施例中，步骤S01进一步包括：采样第一电容Cr的电压变化量，从而获得采样信号。本实施例中，对该第一电容的电信号进行采样时的具体流程可参考前述对图5的描述进行理解，此处不再赘述。
在本发明的第四实施例中，步骤S01进一步包括：采样第一电容Cr的电压变化率，从而获得采样信号。本实施例中，可由采样单元20在第二开关管Q2导通期间的第一时刻t1对第一电容Cr的电压进行采样保持，由采样单元20在第二开关管Q2导通期间的第二时刻t2再次采样第一电容Cr的电压，之后，通过相应的运算即可获得第一电容Cr的电压变化率。
在本发明的其他实施例中，还可对谐振回路中的其他器件(例如第一电感Lm或原边绕组Np)上的电信号进行采样来获得采样信号Vsense。例如，还可对流过第一电感Lm的电流量或该电流量的分流量进行采样从而获得采样信号Vsense；或者还可对第一电感Lm的电压变化量或第一电感Lm两端的电压变化率进行采样从而获得采样信号Vsense，等。
在步骤S02中，基于采样信号判断谐振电流是否超过预定值，在判定谐振电流超过预定值时关断第二开关管。
本公开中，当采样单元20为对流过第一电容Cr的电流量进行采样时，在第二开关管Q2导通期间，当采样信号Vsense小于第一预设阈值(此时，该阈值为负值)时可判定谐振电流超过预定值。
当采样单元20为对流过第一电容Cr的电流量的分流量进行采样时，在第二开关管Q2导通期间，当采样信号Vsense小于第二预设阈值(此时，该阈值为负值)时可判定谐振电流超过预定值。
当采样单元20为对第一电容Cr的电压变化量进行采样时，在第二开关管Q2导通期间，当采样信号Vsense大于第三预设阈值时可判定谐振电流超过预定值。
当采样单元20为对第一电容Cr的电压变化率等其它能体现第一电容Cr的电压变化幅度的参数进行采样时，在第二开关管Q2导通期间，当采样信号Vsense大于第四预设阈值时可判定谐振电流超过预定值。
本公开中，当采样单元20为对流过第一电感Lm的电流量进行采样时，在第二开关管Q2导通期间，当采样信号Vsense小于第五预设阈值(此时，该阈值为负值)时可判定谐振电流超过预定值。
当采样单元20为对第一电感Lm的电压变化率等其它能体现第一电感Lm的电压变化幅度的参数进行采样时，在第二开关管Q2导通期间，当采样信号Vsense大于第六预设阈值时可判定谐振电流超过预定值。
综上，本发明在不对称半桥反激变换器的每个开关周期内均对谐振回路中各器件上的电流信号或电压信号进行采样，并通过与相应的预设阈值的比较，能够有效的检测出在不对称半桥反激变换器中第二开关管导通期间电路出现一定大电流的时刻，从而采取提前关断第二开关管的措施，有效的抑制了因输出负载突变而导致的大的电流尖峰，提高了系统的可靠性。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (16)

1.一种不对称半桥反激变换器的尖峰电流抑制方法，所述不对称半桥反激变换器包括构成半桥的第一开关管和第二开关管、与所述第二开关管构成谐振回路的第一电感、第一电容和变压器中的原边绕组、采样单元和控制电路，其中，在每个开关周期内，所述尖峰电流抑制方法包括：
采样所述谐振回路的电信号以获得表征谐振回路的谐振电流的采样信号；
基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值，在判定所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。
2.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述第一电容的电流信号，以获得所述采样信号，
当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
3.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述第一电容的电压信号，以获得所述采样信号，
当所述采样信号大于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
4.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述流过所述第一电感的电流量，以获得所述采样信号，
当所述采样信号小于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
5.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，采样所述第一电感两端的电压变化率，以获得所述采样信号，
当所述采样信号大于预设的阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
6.根据权利里要求1所述的尖峰电流抑制方法，其中，在所述第一开关管导通期间，基于所述采样信号确定所述第一开关管的关断时刻；在所述第二开关管导通期间，基于所述采样信号判断所述谐振电流是否超过预定值。
7.一种不对称半桥反激变换器，包括：
变压器，具有原边绕组和副边绕组；
第一开关管和第二开关管，串联连接在输入端与参考地之间；
第一电感和第一电容，与所述原边绕组和所述第二开关管连接成谐振回路；
采样单元，与所述谐振回路连接以获得表征所述谐振回路的谐振电流的采样信号；以及
控制电路，与所述第一开关管和所述第二开关管的控制端连接，用于控制所述第一开关管和所述第二开关管的导通状态，
其中，所述控制电路与所述采样单元相连接以获取所述采样信号，在所述谐振电流超过预定值时关断所述第二开关管。
8.根据权利要求7所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对所述第一电容的电流信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号小于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。
9.根据权利要求8所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对流过所述第一电容的电流量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
连接于所述第一电容和参考地之间的采样电阻，所述采样单元从所述第一电容和所述采样电阻的公共连接点处获得所述采样信号，
其中，当所述采样信号小于第一预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
10.根据权利要求8所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对流过所述第一电容的电流量的分流量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
依次连接于所述原边绕组和所述第一电容的公共连接点与参考地之间的第二电容和采样电阻，所述采样单元从所述第二电容和所述采样电阻的公共连接点处获得所述采样信号，
其中，当所述采样信号小于第二预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
11.根据权利要求7所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对所述第一电容的电压信号采样获得所述采样信号，以及所述控制电路在所述采样信号大于相应的预设阈值时关断所述第二开关管。
12.根据权利要求11所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对所述第一电容的电压变化量采样获得所述采样信号；以及所述采样单元包括：
依次连接于所述原边绕组和所述第一电容的公共连接点与参考地之间的第一电阻和第三电容，所述采样单元基于所述第一电阻两端的电压差获得所述采样信号，
其中，当所述采样信号大于第三预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
13.根据权利要求11所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对所述第一电容的电压变化率采样获得所述采样信号，
其中，当所述采样信号大于第四预设阈值时，可判定所述谐振电流超过预定值。
14.根据权利要求7所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对流过所述第一电感的电流量采样获得所述采样信号，
所述控制电路在所述采样信号小于第五预设阈值时关断所述第二开关管。
15.根据权利要求7所述的不对称半桥反激变换器，其中，所述采样单元对所述第一电感两端的电压变化率采样获得所述采样信号，
所述控制电路在所述采样信号大于第六预设阈值时关断所述第二开关管。
16.根据权利要求7-15中任一项所述的不对称半桥反激变换器，其中，当所述第一开关管的源极与参考地连接时，所述采样单元与所述第一开关管的源极共地连接；
当所述第二开关管的源极与参考地连接时，所述采样单元与所述第二开关管的源极共地连接。
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